上海市闵行区居民供水系统中挥发性有机物分析

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(1上海市闵行区疾病预防控制中心 上海 201101;2复旦大学公共卫生学院公共卫生安全教育部重点实验室 上海 200032)

上海市闵行区居民供水系统中挥发性有机物分析

李琰1周志俊2宁文吉1尤佳恺1应圣洁1丁克颖1△

(1上海市闵行区疾病预防控制中心 上海201101;2复旦大学公共卫生学院公共卫生安全教育部重点实验室 上海200032)

目的调查上海市闵行区以黄浦江和青草沙水库为水源的居民供水系统中挥发性有机物(volatile organic compound,VOC)的污染状况。方法于2016年2月(枯水期)和8月(丰水期),采集为闵行区居民供水的黄浦江和青草沙水库水源水、出厂水及末梢水样品共126份,使用吹扫捕集-气相色谱-质谱联用法对86种VOC进行定性和定量测定。结果以黄浦江和青草沙为水源的供水系统检出VOC分别为32种和28种,属于美国环境保护署(EPA)优先控制污染物的分别为19种和21种,有中国国家卫生标准限值要求的分别为18种和14种。检出物含量分别在0.04～213 μg/L和0.04～728 μg/L范围内;黄浦江水源除甲基叔丁基醚外,其他均处于较低浓度水平,青草沙水源除部分样本中二氯甲烷和1,2-二氯乙烷超过卫生标准限值以外,其他有限值要求污染物均未超过限值,检出物质以一氯甲烷和甲基叔丁基醚浓度最高。两个供水系统中VOC均以卤代脂肪烃和芳香族化合物为主,但包含的化合物种类、数量却各有不同;卤代脂肪烃在两者检出的VOC中分别占37.5%和56.2%,芳香族化合物分别占64.3%和28.6%。两个供水系统均检出相同的5种消毒副产物(disinfection by-product,DBP),除三溴甲烷外,二氯甲烷、三氯甲烷、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷在青草沙供水系统中浓度显著高于黄浦江供水系统;除二氯甲烷外,其他物质浓度变化均为末梢水>出厂水>水源水。结论闵行区两个供水系统水源水、出厂水和末梢水中均存在VOC污染,且污染特征不同,部分不在国家卫生标准范围内的VOC检出污染物应当在今后水质监测中引起足够重视。

挥发性有机物; 气相色谱-质谱联用; 供水系统

美国环保署(environmental protection agency,EPA)定义:挥发性有机化合物(volatile organic compound,VOC)是除CO、CO2、H2CO3、金属碳酸盐和碳酸铵外,任何参加大气光化学反应的碳合物[1]。VOC按化学结构主要分为卤代脂肪烃、芳香族化合物、醚类、酮类、酯类、醛类和其他化合物。VOC作为液体燃料、溶剂或化学反应中介原料,被广泛应用于化工、医药、农药、制革等行业,通过工业废水和废气的排放进入水体和大气[2];生活饮用水消毒过程中水中的腐殖酸、富里酸及藻类代谢产物经加氯消毒后也会产生一些VOC消毒副产物(disinfection by-product,DBP)[3]。VOC大多具有神经毒性、肝肾毒性及致癌性[4],在长周期、低剂量条件下,会对人体健康造成严重的、甚至是不可逆的影响。

目前,国内外的水环境优先控制污染物[5-6]和水质限量标准[7-9]均涉及VOC指标,国内相关卫生标准中VOC监测种类有限,对于许多标准以外的VOC污染物缺乏有效监测手段和本底数据。上海市闵行区生活饮用水由3家市级水厂供应,其中一家水厂以黄浦江为水源,采用深度水处理工艺,另外两家以青草沙水库为水源,采用常规水处理工艺。鉴于闵行区饮用水中较全面的VOC污染物本底数据的缺乏,同时结合闵行区市政供水不同水源和水处理工艺的特点,本研究拟使用同时测定86种VOC的吹扫捕集-气相色谱-质谱联用法,对以黄浦江和青草沙为饮用水源地的水源水-出厂水-末梢水整套供水系统中VOC污染物进行检测分析。明确闵行区供水系统中存在的污染物种类和浓度水平,为环境优先污染物筛选和人群暴露水平评价提供基础数据。

材 料 和 方 法

仪器与试剂吹扫捕集装置(Eclipse4660带4551自动进样器,美国OI公司);气相色谱-质谱联用仪(7890A-5975C,美国Agilent公司);DB-624毛细管柱(60 m×0.25 mm×1.40 μm,美国Agilent公司);万分之一电子天平(AL104,瑞士Mettler Toledo公司);VOC标准品:54种挥发性有机物标准品(200 μg/mL,EPA 524 VOC MIX A,美国SUPELCO公司),23种挥发性有机物标准品(100 μg/mL,POC-Supplement-524.2,美国CHEM SERVICE公司),氯乙烯标准溶液(为2 000 μg/mL,美国o2si公司),二氟二氯甲烷、一氯甲烷、一溴甲烷、一氯乙烷、3-氯丙烯、氯丁二烯、2,2-二甲基己烷、正己烷、苯甲醚、1,1,2,3,3-五氯丙烷、1,3,5-三氯苯纯品(含量均≥99.5%,均为德国Dr.Ehrenstorfer公司);氟化苯、对溴氟苯、邻二氯苯-d4的内标及标记物增强溶液(2 000 μg/mL,EPA 502/524 VOC Mix,美国SUPELCO公司);甲醇(HPLC级,美国Tedia公司)。

仪器测试条件吹扫温度:55 ℃,吹扫时间:9 min;脱附温度:190 ℃,脱附时间:0.5 min;烘焙温度:240 ℃,烘焙时间:10 min;吹扫气体:高纯氮气(纯度大于99.999%),流量:40 mL/min;定量环:5 mL。进样口温度:200 ℃;分流比:15∶1;柱温:起始40 ℃,保持3 min,以8 ℃/min升至90 ℃,保持4 min,再以6 ℃/min升至200 ℃,保持6 min;载气:氦气(纯度99.999%),柱流量:1.5 mL/min,恒定流量模式。离子源类型:EI;离子源温度:150 ℃;传输线温度:230 ℃;离子化能量:70 eV;增益系数:1.00,EM电压:1 329 V;溶剂延迟时间:3.65 min;扫描方式:选择离子监测。

标准系列制备分别准确称取0.01 g二氟二氯甲烷、一氯甲烷、一溴甲烷、一氯乙烷、3-氯丙烯、氯丁二烯、2,2-二甲基己烷、正己烷、苯甲醚、1,1,2,3,3-五氯丙烷、1,3,5-三氯苯于各自10 mL容量瓶中,用甲醇定容,配制成1 000 μg/mL的单标储备液。取54种VOC标准品50.0 μL、23种挥发性有机物标准品100 μL、氯乙烯标准溶液5.0 μL,二氟二氯甲烷等11种单标储备液各10.0 μL,用气密性微量注射器加入735 μL甲醇配成浓度为10.0 μg/mL的混合标准使用液。取内标及标记物增强液10.0 μL,用气密性微量注射器加入990 μL甲醇,配制成浓度为20.0 μg/mL的内标及标记物使用液。标准系列的配制:取40 mL具聚四氟乙烯垫片的螺口样品瓶9个,各加入去离子水至满;分别加入0、1.0、2.0、5.0、10、20、40、60、100 μL混合标准使用液,再各加入10 μL内标及标记物使用液,得到浓度为0、0.25、0.50、1.25、2.5、5.0、10、15、25 μg/L,内标浓度为5.0 μg/L的标准系列。

采集点的选择闵行区13个镇/街道中,江川街道、吴泾镇、马桥镇、颛桥镇、莘庄镇和七宝镇由闵行区二水厂供水,其源水为黄浦江水;华漕镇、虹桥镇、梅陇镇、新虹街道、古美街道、龙柏街道由徐汇区长桥水厂供水,其源水为青草沙水库水;浦江镇由浦东新区临江水厂供水,其源水为青草沙水库水。按照上海市饮用水监测方案,在闵行区全区共设置生活饮用水末梢水监测点51个,其中以黄浦江为水源的监测点25个,以青草沙水库为水源的监测点26个。分别于2016年2月(枯水期)和8月(丰水期)采集水源水-出厂水-末梢水整个供水系统水样63个,包括水源水6个、出厂水6个、末梢水51个,其中每个水厂和其对应水源各采2个水样,末梢水各采1个水样。两个水期共采水样126个,其中黄浦江和青草沙供水系统水样分别为58个和68个。

样品的采集和分析采样时,使水样在瓶中溢流出而不留气泡。现场水样在到达实验室前须用冰块降温以保持在4 ℃。样品在采样后14天内分析。灌注样品时,要将水样沿瓶壁缓缓倒入40 mL样品瓶,瓶中不留顶上空间和气泡,然后用微量注射器吸取10.0 μL内标及标记物使用液加入到水样中,马上用内衬聚四氟乙烯硅橡胶垫的拧盖拧紧,上下来回倒置3次混匀。与标准系列在相同条件下一起测定,通过化合物保留时间和离子丰度比进行定性,内标法定量。如果样品浓度超过线性范围,需重新取样稀释后再次测定。

实验室质量控制用4-溴氟苯对GC-MS进行校正调谐,使其离子丰度指标符合EPA524.2方法的要求。每批样品分析时均做仪器空白、纯水空白、现场空白和标准系列,每隔10个水样分析后用工作曲线的中间浓度质控样进行校准分析。

统计学分析采用SPSS 20.2软件进行统计学处理,计量资料以中位数表示,组间比较采用两独立样本的轶和检验。P<0.05为差异有统计学意义。

结果

VOC分离效果86种VOC混合标准溶液(5 μg/L)的总离子流图见图1,在37.5 min内86种化合物分离效果良好、峰型对称。

1:Dichlorodifluoromethane;2:Chloromethane;3:Vinyl chloride;4:Methyl bromide;5:Chloroethane;6:Ether;7:1,1-Dichloroethylene;8:Acetone;9:Iodomethane;10:Carbon disulfide;11:3-Allyl chloride;12:Dichloromethane;13:Acrylonitrile;14:MTBE;15:Trans-1,2-dichloroethylene;16:Hexane;17:1,1-Dichloroethane;18:Chloroprene;19:2-Butanone;20:Cis-1, 2-dichloroethylene;21:2,2-Dichloropropane;22:Methacrylate;23:Methacrylonitrile;24:Chlorobromomethane;25:Chloroform;26:Tetrahydrofuran;27:1,1,1-Trichloroethane;28:1-Butyl chloride;29:1,1-Dichloropropene;30:Carbon tetrachloride;31:1,2-Dichloroethane;32:Benzene;33:Fluorobenzene(internal standard);34:Trichloroethylene;35:2,2-Dimethylhenxanex;36:1,2-Dichloropropane;37:Methyl methacrylate;38:Dibromomethane;39:Bromodichloromethane;40:2-Nitropropane;41:Cis-1,3-dichloropropene;42:4-Methyl-2-pentanone;43:Toluene;44:Trans-1,3-dichloropropene;45:Ethyl methacrylate;46:1,1,2-Trichloroethane;47:1,3-Dichloropropane;48:Tetrachloroethylene;49:2-Hexanone;50:Dibromochloromethane;51:1,2-Ethylene dibromide;52:Chlorobenzene;53:1,1,1,2-Tetrachloroethane;54:Ethylbenzene;55:M-xylene;56:P-xylene;57:O-xylene;58:Styrene;59:Bromoform;60:Cumene;61:Anisole;62:P-bromofluorobenzene(marker); 63:1,1,2,2-Tetrachloroethane;64:Bromobenzene;65:1,2,3-Trichloropropane;66:Trans-1,4-dichloro-2-butene;67:n-Propylbenzene;68:2-Chlorotoluene;69:1,3,5-Trimethylbenzene;70:4-Chlorotoluene;71:Tert-butylbenzene;72:Pentachloroethane;73:1,2,4-Trimethylbenzene;74:Sec-butylbenzene;75:1,3-Dichlorobenzene;76:P-cymene;77:1,4-Dichlorobenzene;78:O-dichlorobenzene-d4(marker);79:N-butylbenzene;80:1,2-Dichlorobenzene;81:Hexachloroethane;82:1, 2-Dibromo-3-chloropropane;83:Nitrobenzen;84:1,3,5-Trichlorobenzene;85:1,1,2,3,3-Pentachloropropane;86:1,2,4-Trichlorobenzene;87:Hexachlorobutadiene;88:Naphthalene;89:1,2,3-Trichlorobenzene.

图1VOC混合标准溶液的总离子流色谱图
Fig1ThetotalionchromatogramofVOCsinmixedstandardsolution

方法的线性范围、检出限、精密度和准确度本法采用内标法,以化合物和内标物的浓度比为横坐标,以二者的定量离子峰面积之比为纵坐标,绘制标准曲线。方法线性范围0.25～25 μg/L,相关系数为0.996 3～1.000 0。检出限的计算:连续分析11个浓度为0.10 μg/L的标准溶液,计算其标准偏差s;用式MDL=s×t(n-1,1-α=0.99)计算,其中t为置信概率为99%,自由度为10的t值,由t界值表查得:单侧t(0.01,10)=2.76;本法各类VOC化合物的检出限为0.03～0.10 μg/L。以本实验室自来水为水样本底,进行加标回收和精密度试验,添加低、中、高3个浓度水平,各浓度平行测定7次,计算相对标准偏差和平均回收率;86种VOC的RSD范围为0.33%～12.3%,平均回收率为75.1%～114%。

以黄浦江为水源的水源水-出厂水-末梢水供水系统VOC污染物分析本次研究的86种VOC包括卤代脂肪烃类(42种)、单环芳香族化合物(26种)、多环芳烃(1种)、醚类(4种)、酮类(4种)、酯类(3种)、及其他化合物(6种)。以黄浦江为水源的供水系统共检出VOC 32种,主要包括卤代脂肪烃和单环芳香族化合物两大类物质(表1)。检出卤代脂肪烃类物质12种,其中有10种属于EPA优先控制污染物,有9种污染物在GB 3838—2002《地表水环境质量标准》和GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》中都有明确的限值规定;检出种类上,有近一半属于DBP,包括二氯甲烷、三氯甲烷、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷、三溴甲烷;检出浓度上,对有限值要求的化合物来说,均未达到限值,除部分样品中二氯甲烷处于较高浓度以外,其他物质从水源水到出厂水再到末梢水浓度都远低于标准限值。检出的18种单环芳香族化合物中属于EPA优先控制污染物的有8种,有国家标准限值要求的物质有9种,所有这些物质检出浓度都维持在比检出限略高的较低水平。另外检出多环芳烃类和醚类物质各1种,分别为萘和甲基叔丁基醚,后者在所有水样中均有检出,并且浓度较高、浓度范围很宽。

表1 以黄浦江为水源的供水系统VOC污染物分析结果Tab 1 Analysis results of VOC pollutants in water supply system with Huangpu River as water source (n=58)

aEPA priority-controlled pollutant;bGB 5749—2006 and GB 3838—2002;(1)Pollutants have limits in the GB 5749—2006 standard,but not in the GB 3838—2002 standard.ND:Not detected (lower than detectable level);PAH:Polycyclic aromatic hydrocarbon.

以青草沙为水源的水源水-出厂水-末梢水供水系统VOC污染物分析以青草沙为水源的供水系统共检出VOC 28种,主要由卤代脂肪烃和单环芳香族化合物两大类物质构成。检出卤代脂肪烃类物质18种,其中有15种属于EPA优先控制污染物,国家标准有限值规定的物质有9种;检出种类上,除检出与黄浦江供水系统共有的11种物质外,还检出了其他7种卤代脂肪烃;检出浓度上,除部分样本中二氯甲烷和1,2-二氯乙烷超过国家限值标准以外,其他有限值要求的物质在整个系统中均远低于标准限值。属于EPA优控污染物但无国标限值的一氯甲烷处于较高的水平,个别样本浓度将近达到mg/L级(表2)。与黄浦江供水系统相比,只检出8种单环芳香族化合物,其中有5种同时属于EPA优控污染物和国家标准管控物质;检出物浓度也都维持在比检出限略高的较低水平。另外,还检出萘和甲基叔丁基醚,后者同样以较宽的浓度范围存在于所有水样中。

表2 以青草沙为水源的供水系统VOC污染物分析结果Tab 2 Analysis results of VOC pollutants in water supply system with Qingcaosha reservoir as water source (n=68)

aEPA priority-controlled pollutant;bGB 5749—2006 and GB 3838—2002;(1)Pollutants have limits in the GB 5749—2006 standard,but not in the GB 3838—2002 standard.ND:Not detected (lower than detectable level);PAH:Polycyclic aromatic hydrocarbon.

两个供水系统VOC污染物分析结果比较在VOC种类分布方面,两个供水系统中VOC均以卤代脂肪烃和芳香族化合物为主,但两类物质所包含的化合物种类、数量各有不同。黄浦江供水系统检出芳香族化合物18种,占检出物种类的56.2%,较青草沙多10种;青草沙供水系统VOC中卤代脂肪烃检出18种占比64.3%,其中有7种未在黄浦江供水系统中检出(表3)。黄浦江供水系统的特征化合物有四氯乙烯、仲丁基苯、对异丙基甲苯、2-氯甲苯、1,2,4-三甲苯、苯乙烯、1,3-二氯苯、1,2-二氯苯、1,3,5-三氯苯、1,2,4-三氯苯、1,2,3-三氯苯共11种,青草沙供水系统的特征化合物包括一氯甲烷、一溴甲烷、二溴甲烷、一氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷、顺-1,2-二氯乙烯共7种;其余化合物为二者共有污染物,共21种。

VOC浓度对比采用两独立样本的轶和检验,两个供水系统共有化合物中二氯甲烷、三氯甲烷、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷的浓度在两个供水系统之间的差异有统计学意义(P分别为0.005、<0.001、<0.001和0.003),在青草沙供水系统中浓度均显著高于黄浦江供水系统。在共检出污染物中有5种属于DBP,除二氯甲烷外,浓度变化均遵循末梢水>出厂水>水源水的规律。对于其他共有化合物,甲基叔丁基醚在两系统的部分样品中均有较高浓度检出,但两者间差异无统计学意义;除在青草沙供水系统部分样本中二氯甲烷,1,2-二氯乙烷超过国家限值标准以外,其余共有化合物浓度处于同一个量级的较低水平,大多稍高于检出限。

表3 以黄浦江和青草沙为水源的供水系统VOC污染物种类分布比较Tab 3 Species distribution of VOCs in water supply system with Huangpu River and Qingcaosha reservoir as water source (n)

aEPA Priority-controlled pollutant.

讨论

上海及国内其他部分地区对水源水、出厂水和末梢水中VOC污染水平都展开过相应的研究。暴志蕾[10]对包括黄浦江水系在内的长三角地区饮用水源地进行有机污染物特征分析研究,水体中VOC浓度范围在0.51～42.3 μg/L的有13种污染物;吴云等[11]对上海市金山工业区地表水的调查检测中,于13种VOC中检出10种,浓度为0.56～24.65 μg/L;郑磊等[12]对北京市各区自来水或小区自备水进行研究,检出浓度为0.10～1.78 μg/L的13种VOC;韩方岸等[13]对江苏、浙江、山东三省主要饮用水源研究发现,25种VOC中至少有19种在一个水源地多次被检出,但均未超过国家标准限值。以上研究检出的VOC主要包括卤代脂肪烃(二氯甲烷、三氯甲烷、二氯一溴甲烷等),单环芳香族化合物(苯、氯苯,1,4-二氯苯等)和萘。本研究VOC的监测种类和检出种类均多于以往同类研究,检出了一定数量以往研究未检出的VOC化合物,且部分化合物的检出浓度具有一定意义,体现了本研究的优势。

对比两个供水系统的VOC分析结果可以看出,二者具有各自的污染分布特征,同时对于共检出的DBP浓度水平,青草沙供水系统高于黄浦江。综合分析有以下几个原因:(1)青草沙是中国长江河口的冲积沙洲,尽管水库地处长江口江心部位,不易受陆域排污干扰,但从总体位置上,它仍处于长江流域下游。近年来随着长江中下游地区城镇化加速,沿岸重工业产业密布,也使青草沙水库不可避免地出现对被不同程度污染的状况。所以,以青草沙为水源的供水系统有其特征的化合物种类和有别于黄浦江供水系统的浓度。(2)水厂处理工艺上,闵行区二水厂取水来自黄浦江上游,原水水质不尽理想,因此该厂于近年来采用了深度处理工艺,即源水经过预氯化/臭氧-混凝沉淀-过滤-活性炭滤池过滤-消毒整个过程后出厂供水,而以青草沙水库为水源的水厂仍旧采用常规水处理工艺,即预氯化-混凝沉淀-过滤-消毒,与深度处理过程相比,没有活性碳滤池过滤的步骤。而活性炭滤池过滤的过程在有机物去除方面起到了较重要的作用。在天然水体中,除了痕量有机污染物外,更为大量存在的是以腐殖质为主的天然有机物(natural organic matter,NOM),它们就是卤代DBP的前体物质。这类物质以溶解、胶体或颗粒状形式普遍存在于地面或地下水中,并且不能被传统的水处理工艺完全去除,有可能载有合成有机化合物(synthetic organic compound,SOC)或重金属,并携带它们穿过水厂而进入配水管网。目前,去除水中NOM的主要方法有强化混凝、活性炭吸附和离子交换等。因此,活性炭滤池过滤这一步骤一方面对于水中的SOCs起到吸附的作用,使得出厂水较水源水浓度降低;另一方面,由于对卤代DBP前体物质的吸附,达到了控制卤代DBP形成或浓度降低的效果,而常规的水处理工艺对于有机污染物的去除能力有限,这也就解释了黄浦江供水系统中卤代DBP浓度相较青草沙为低的原因。卤代DBP在水源水、出厂水、末梢水中的浓度呈逐渐升高的趋势,原因可能为源水经水处理工艺消毒后,出厂水中的含氯消毒剂随着生活饮用水在管网中的输送,继续与水中的NOM前体物质反应,从而造成浓度的逐级升高。

综上所述,闵行区两个供水系统均存在VOC污染,但污染特征不同。两个供水系统中共有的浓度较高的VOC主要集中在三氯甲烷、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷等DBP。毒理学研究显示该类物质具有遗传毒性、致突变性、细胞毒性、生殖发育毒性和致癌性,流行病学研究表明DBP与人群结肠癌、膀胱癌、早产和死胎有关;控制DBP的浓度对于降低人群的暴露水平有重要的意义。因此,今后应在加强水源保护的基础上积极改进水处理工艺,采取深度处理工艺,尽可能降低有机污染物和NOM前体物质的含量,从而降低VOC原型物和DBP的浓度水平;同时,对于国家标准限值范围以外的污染物也应当在今后水质监测中引起足够重视。

由于本次调查的样本量偏少,还不能全面地反映闵行区供水系统长期的挥发性有机污染水平,今后要继续开展更大范围和更长时间段的监测工作,为研究人群污染物暴露水平及健康风险评估工作奠定基础,同时也为突发性污染泄露事件的应对提供基础参考数据。

[1] 姜洋,房丽萍,杨刚,等.水体中挥发性有机物分析方法研究进展[J].环境化学,2015(9):1611-1618.

[2] CHARY NS,FERNANDEZ-ALBA AR.Determination of volatile organic compounds in drinking and environmental waters[J].TrendsAnalChem,2012,32(1):60-75.

[3] LEE J,KIM ES,ROH BS,etal.Occurrence of disinfection by-products in tap water distribution systems and their associated health risk.[J].EnvironMonitAssess,2013,185(9):7675-7691.

[4] JIA C,YU X,MASIAK W.Blood/air distribution of volatile organic compounds (VOCs) in a nationally representative sample[J].SciTotalEnviron,2012,419(3):225-232.

[5] 王正萍,周雯.环境有机污染物监测分析[M].北京:化学工业出版社,2002:7-10.

[6] 周文敏,傅德黔,孙宗光.水中优先控制污染物黑名单[J].中国环境监测,1990,6(4):1-3.

[7] ORGANIZATION WH.Guidelines for drinking-water quality [S].4th ed.Geneva:WHO Press,2011.

[8] 国家环境保护总局.GB 3838—2002 地表水环境质量标准[S].北京:中国标准出版社,2002.

[9] 中华人民共和国卫生部中国国家标准化管理委员会.GB 5749—2006 生活饮用水卫生标准[S].北京:中国标准出版社,2006.

[10] 暴志蕾.长三角地区饮用水源地有机污染物特征分析研究[D].河北师范大学,2016.

[11] 吴云,张藕连,程薇.上海市金山第二工业区地表水挥发性有机物水平调查[J].环境与职业医学,2012,29(10):646-647.

[12] 郑磊,周志荣,王红伟,等.北京市部分地区居民饮用水中挥发性有机物的调查[J].环境与健康杂志,2015,32(5):442-443.

[13] 韩方岸,陈钧,将兆峰,等.中国沿海三省主要饮用水源有机物监测[J].中国环境监测,2012,28(1):60-65.

AnalysisofvolatileorganiccompoundsinwatersupplysystemofMinhangDistrictofShanghai

LI Yan1,ZHOUZhi-jun2,NINGWen-ji1,YOUJia-kai1,YINGSheng-jie1,DINGKe-ying1△

(1CenterforDiseaseControlandPreventionofMinhangDistrict,Shanghai201101,China;2KeyLaboratoryofPublicHealthSafetyofMinistryofEducation,SchoolofPublicHealth,FudanUniversity,Shanghai200032,China)

ObjectiveTo investigate the pollution status of volatile organic compounds (VOCs) in water supply systems of Minhang District of Shanghai taking Huangpu River and Qingcaosha reservoir as water source.MethodsA total of 126 water samples were collected from water supply system for residents in Minhang District in Feb.(dry season) and Aug.(wet season) of 2016,including source water from Huangpu River and Qingcaosha reservoir,the factory finished water and tap water.Purge and trap gas chromatography mass spectrometry was used for the qualitative and quantitative determination of 86 kinds of VOCs.ResultsTotally,32 and 28 kinds of VOCs were detected in the water supply systems from the Huangpu River and Qingcaosha reservoir,among which

19 and 21 pollutants were priority-controlled by the US EPA,and 18 and 14 species have the national standard in China separately.The concentration of detected pollutants ranged from 0.04 μg/L to 213 μg/L and from 0.04μg/L to 728μg/L,respectively.The pollutants in the supply system of the Huangpu river were at the lower level except for methyl tert-butyl ether (MTBE).The pollutants in the supply system of Qingcaosha reservoir were lower than the national standards in addition to dichloromethane and 1,2-dichloroethane,and with the higher level of Methyl chloride and MTBE.In both water supply systems,halogenated aliphatic hydrocarbons and aromatic compounds were mainly types of VOCs,but there were varied types and quantities of compounds in each water supply system.The halogenated aliphatic hydrocarbons accounted for 37.5% and 56.2% of the detected VOCs respectively,while aromatic compounds accounted for 64.3% and 28.6%.A total of 5 disinfection by-products (DBP) were detected in both water supply systems,but the concentrations of dichloromethane,chloroform,bromodichloromethane and dibromochloromethane in the Qingcaosha reservoir water supply system were significantly higher than those in the Huangpu River water supply system,except for bromoform.The concentration of the disinfection by-products in order from large to small were in the tap water,factory finished water and source water,while dichloromethane was an exception.ConclusionsThere were VOC pollutions in both water supply system in Minhang District,including source water,factory finished water and tap water,with different pollution characteristics.Adequate attention should be paid to the pollutants without national standards in the future water quality monitoring work.

volatile organic compounds; gas chromatography-mass spectrometry; water supply system

R123

A

10.3969/j.issn.1672-8467.2017.05.017

2017-04-05;编辑:段佳)

上海市闵行区自然科学研究课题(2014MHZ043);上海市研究生教育创新计划

△Corresponding author E-mail:dky641414@126.com

*ThisworkwassupportedbytheNaturalScienceFoundationofMinhangDistrict,Shanghai(2014MHZ043)andShanghaiInnovationPlanforGraduateEducation.